汽輪機安全監測系統（TSI）應用分析與改進

鄭金成 張衛衛

（張家港沙洲電力有限公司 215624）

汽輪機安全監測系統（TSI）應用分析與改進

鄭金成 張衛衛

（張家港沙洲電力有限公司 215624）

汽輪機是一種可以將蒸汽能量轉變成機械功能的可旋轉動力設備，可以直接運行各類的風機、壓縮機以及發電機等。然而由于許多因素的干擾，使得汽輪機在正常運行的時候產生了許多問題，對正常的生產工作造成了一定的影響。因此需要對汽輪機的全面監測給予一定的重視，進一步強化安全監測系統的功能，提高設備的可靠性能，從而保證機組設備安全并且可靠地運行。

汽輪機；安全監測系統；改進

1 引言

在大中型的火電廠中，對于使用較為頻繁的汽輪發電機組而言，保證汽輪機轉速、軸向位移等參數保持在一定的可靠范圍內是汽輪機安全運行的最基本的條件。如果上述幾個重要的參數超過一定值時，可能會產生汽輪機飛車、斷葉片以及通流部分動靜磨擦等嚴重的事件發生。汽輪機安全監測系統（TSI）是對汽輪發電機安全監測的重要手段之一，它能夠很好地監測汽輪發電機轉子以及汽缸的重要工作參數，這些參數包含了汽輪機轉速、位移、差脹、軸振、瓦振、以及偏心等。TSI系統可以即時的顯示汽輪機的工作狀態，并且將該工作狀態轉換為輸出信號傳輸至記錄儀和計算機系統，從而使得汽輪機故障診斷及監測系統（TDM）能夠根據傳來的數據估算出有效的數據，最終避免了汽輪機飛車、斷葉片等故障的發生，進而TSI系統將信號傳送給汽輪機危急遮斷系統（ETS），通過ETS使得汽輪機發生跳閘指令，最終保護了汽輪機的安全。

2 汽輪機安全監測保護系統（TSI）概述

在火力發電廠中，汽輪機安全監視系統（TSI）的主要作用是監測轉速，有效監測軸振動、軸向位移、脹差、偏心和一些常用的參數，這些重要參數對汽輪機的安全穩定運行有著重要的作用，而且對于火力發電量也有一定的影響。TSI系統會向X方向和Y方向的每瓦傳送到數字信號的汽輪機數字電液控制系統（DEH），并且反饋信號以及發出警報給TSI。在TSI被廣泛應用過程中，汽輪機安全監視系統可能存在多個故障，例如電源熱保護、插線板的故障。

隨著我國科學技術的飛速發展，TSI作為故障預測與診斷汽輪機狀態監測技術一直處于相當重要的位置，尤其在汽輪機安全方面。汽輪機安全監測系統（TSI）主要由傳感器和智能板件組成，根據傳感器的傳統性能的基本要求和測試對象，通過各種傳感器的作用，能夠監測汽輪發電機組軸的速度，并實時監控脹差等重要參數偏心和振動。通過這種方式，能夠及時發現汽輪機故障的原因及產生故障的因素，然后進行故障排除和處理。TSI將“后期維修”、“定期維護”轉變到“提前維修”的思維，大大提高了機組的安全性和可靠性，減少維修周期，降低維修成本，使發電過程不受影響。此外，當有異常情況在機組狀態，汽輪機安全監視系統（TSI）會及時發出警告信號，TSI顯示子系統將顯示機組運行狀態，對計算機控制系統和汽輪機故障監測與診斷系統的輸出信號和測量數據的輸出和TSI系統再將信號傳遞給汽輪機ETS（急救關閉系統），ETS將汽輪發電機組跳閘，并停止工作，起到保護作用。

3 汽輪機安全監測系統的改進措施

硬件傳感器是汽輪發電機組最重要的安全保護裝置之一。它通常是用來保護跳閘輸出的信號選擇的方式。這種方法可以避免誤動作的保護動作，同時也可以避免排斥反應的保護。通過將對汽輪機TSI系統振動傳感器通過X軸和Y軸的方向，可以大大增加了系統保護的可能性。此外，對汽輪機安全監視系統（TSI）的電路板，集中所有的振動保護輸出信號，對于過剩缺乏做端口作為水輪發電機組的正常運行產生嚴重影響。針對以上問題，可以增加一定數量的繼電器輸出配件和DO在汽輪機安全監測系統（TSI），也將一定數量的振動保護信號傳輸到卡，因此，TSI保護功能可以相對較為分散，從而大大降低由于DO對保護誤動作造成的影響。之后加上繼電器板和一定數量的端口，經過信號的傳輸，技術和維修人員進而需要對各種線路和接線盒進行有效的檢查，以確保系統可以發揮監測功能檢測傳感器能夠良好的工作。

傳統的汽輪機安全監測系統軟件（TSI）振動跳閘的原則是：瓦振值及其在X和Y方向的矢量值對應的振動達到跳閘值的規定，然后振動會將相應的輸出信號。這種邏輯設計可以限制瓦振值跳柵的極值，從而保護汽輪機不被誤跳閘。在硬件系統中已經表明，X軸和Y軸的振動與振動復合傳感器只能有一個動作，如果復合振動或X和Y方向軸振動傳感器誤發信號，會增加復合振動保護誤動的概率，影響汽輪機的安全和穩定運行。因此，該系統軟件可以得到改善，使軸振動保護跳閘邏輯能夠更加清晰，保證保護動作正確的運行。復合振動的行程保護主要是結合任意方位的軸承蓋振動值和瓦的對應的振動之X和Y方向，以及對應方向的瓦振動報警值以及極限的振動報警值。維修人員可以監測修改后的復合振動值。如果復合振動有較大波動，需要檢查和聯系維修部門進行確認和處理。

在安裝和調試的汽輪機安全監視系統（TSI），如果特別注意一些細節，可以大大減少系統故障的頻率，提高了汽輪機的穩定性，并延長其使用壽命。

（1）對汽輪機DEH控制系統在運行過程中，其速度大約為3000r/min，對它的控制非常困難，并且波動會達到25r/min。因此，在需要對現場的信號進行有效的控制。

（2）在TSI系統將信號傳輸到汽輪機急救跳閘系統為了防止汽輪機油燒瓦的惡性事故的發生，你必須保持一定的油壓系統。當汽輪機處于故障時，可根據供油壓力降，及時進行保護，并將直流潤滑油直接流到汽輪機停機，避免因油燒而導致的汽輪機軸承。

4 結束語

本文對汽輪機安全監測系統（TSI）進行了分析，為了最大可能保證汽輪機運行的穩定性和安全性，對其硬件和軟件保護裝置進行了改進，不斷完善汽輪機安全監測系統（TSI），使其為汽輪機工作進行全面監測，并提供準確的測量數據，為汽輪發電機組的安全經濟提供強有力的保證。

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1004-7344（2016）03-0268-01

2016-1-10